TENSIONE CONTINUA
4. Misuratori di scariche parziali
5.7 TARATURA DI UN SISTEMA DI MISURA NEL CIRCUITO DI PROVA COMPLETO
Generalità
Lo scopo della taratura è la verifica che il sistema di misura è in grado di misurare correttamente l’ampiezza specificata di scarica parziale.
La taratura di un sistema di misura nel circuito di prova completo è eseguita per determinare il coefficiente di conversione k per la misura della carica apparente. Poiché la capacità Ca dell’oggetto in prova influenza le caratteristiche del circuito, la taratura deve essere condotta con ogni nuovo oggetto in prova, salvo quando le prove sono eseguite su una serie di oggetti simili, le cui capacità non si scostano di oltre ± 10% dai valori medi. La taratura di un sistema di misura nel circuito di prova completo è condotta iniettando impulsi di corrente di breve durata di ampiezza di carica nota q0 ai terminali dell’oggetto in prova ( vedere figura 5.5.7(1) ). Il valore di q0 deve essere preso dal risultato della prova di prestazione sul calibratore .
Procedura di taratura
La taratura dei sistemi di misura, destinati alla misura della carica apparente q, dovrebbe essere eseguita iniettando impulsi di corrente per mezzo di un calibratore ai terminali dell’oggetto in prova, come indicato in figura 5.5.7(1). La taratura dovrebbe essere eseguita per un’ampiezza all’interno della gamma utile delle ampiezze previste, per garantire una buona precisione per l’ampiezza specificata di scarica parziale.
La gamma utile delle ampiezze dovrebbe, in assenza di altre specifiche, essere compresa tra 50% e 200% dell’ampiezza specificata di scarica parziale. Poiché la capacità C0 di un dispositivo di taratura è spesso costituita da un condensatore di bassa tensione, la taratura della configurazione completa di prova deve essere eseguita con l’oggetto in prova non alimentato.
Perché la taratura rimanga valida, il condensatore di taratura C0 non dovrebbe essere superiore a 0,1 Ca. Se le prescrizioni per il calibratore sono rispettate, l’impulso di taratura equivale quindi a una scarica singola di ampiezza q0 = U0 C0.
Conseguentemente, C0 deve essere rimosso prima di alimentare il circuito di prova. Se, tuttavia, C0 è del tipo ad alta tensione e presenta un livello sufficientemente basso di rumore di fondo, per permettere di misurare il livello di scarica parziale specificato alla tensione di prova specificata, esso può rimanere collegato nel circuito di prova.
La prescrizione che il condensatore C0 sia inferiore a 0,1 Ca non è richiesta se C0 è del tipo ad alta tensione e se viene lasciato nel circuito di prova.
Nel caso di oggetti di vari metri di altezza, il condensatore di iniezione C0 dovrebbe essere posto vicino al terminale di alta tensione dell’oggetto in prova, in quanto la capacità parassita Cs ( indicata nelle figura 5.5.7(1) e 5.5.7(2) ) potrebbe provocare errori inaccettabili. Il cavo di collegamento, tra il generatore di tensione a gradino e il condensatore C0 dovrebbe essere schermato e dotato di terminali appropriati per evitare distorsioni del gradino della tensione.
Collegamenti per la taratura della configurazione di prova completa COMPONENTI
U~ Alimentazione ad alta tensione G Generatore di tensione a gradino
C0 Condensatore di taratura
Zmi Impedenza di ingresso del sistema di misura CC Cavo di collegamento Ca Oggetto in prova Ck Condensatore di accoppiamento CD Dispositivo di accoppiamento Cs Capacità parassita MI Strumento di misura Z Filtro
Figura 5.5.7(1): Dispositivo di accoppiamento CD in serie con il condensatore di accoppiamento Fonte: NORMA TECNICA CEI EN 60270:2002:06
Figura 5.5.7(2): Dispositivo di accoppiamento CD in serie con l’oggetto in prova Fonte: NORMA TECNICA CEI EN 60270:2002:06
5.8 PROVE
5.8.1 PRESCRIZIONI GENERALI
Per ottenere risultati riproducibili nelle prove delle scariche parziali, è necessario un controllo accurato di tutti i fattori attinenti. Il sistema di misura delle scariche parziali deve essere tarato in conformità alle prescrizioni della presente norma.
5.8.2 CONDIZIONAMENTO DELL’OGGETTO IN PROVA
Prima di essere sottoposto alle prove, un oggetto in prova dovrebbe essere sottoposto a una procedura di condizionamento, specificata dal comitato tecnico competente.
Salvo diversamente specificato:
la superficie dell’isolamento esterno dell’oggetto in prova deve essere pulita e asciutta, in quanto l’umidità o la contaminazione delle superfici isolanti possono provocare scariche parziali;
l’oggetto in prova dovrebbe essere a temperatura ambiente durante la prova. Le sollecitazioni meccaniche, termiche ed elettriche, subito prima della prova, possono influenzare il risultato delle prove di scariche parziali. Per garantire una buona riproducibilità può essere necessario un intervallo di riposo tra l’applicazione di tali sollecitazioni e l’esecuzione delle prove di scariche parziali.
5.8.3 SCELTA DELLA PROCEDURA DI PROVA
La specifica delle procedure da utilizzare per tipi particolari di prove e di oggetti in prova ricade sotto la responsabilità del competente comitato tecnico. È suo compito la definizione di tutti i processi preliminari di condizionamento, i livelli della tensione di prova e la frequenza, la velocità di salita e di discesa della tensione applicata, la sequenza e la durata dell’applicazione della tensione e il rapporto tra le prove di misura delle scariche parziali e le altre prove dielettriche.
Determinazione delle tensioni di innesco e di estinzione di scariche parziali
All’oggetto in prova deve essere applicata una tensione ben al di sotto della tensione di innesco prevista; essa deve essere gradualmente aumentata fino a quando le scariche raggiungono o superano una bassa ampiezza specificata. La tensione di prova a tale ampiezza specificata è la tensione di innesco di scariche parziali Ui. La tensione viene quindi aumentata a un livello di tensione specificato e successivamente gradualmente ridotta a un valore al quale le scariche diventano inferiori della stessa ampiezza specificata. La tensione di prova a tale limite di scarica è la tensione di estinzione di scariche parziali Ue. È necessario notare che il valore di Ui può essere influenzato dal
tasso di crescita della tensione, e Ue può essere influenzato dall’ampiezza e dal tempo di applicazione della tensione, nonché dal tasso di diminuzione della stessa. Tuttavia, in nessun caso la tensione applicata deve superare la tensione nominale di tenuta di breve durata a frequenza industriale, applicabile all’apparecchiatura in prova.
Determinazione dell’ampiezza delle scariche parziali a una tensione di prova specificata
Misura senza pre-sollecitazioni
L’ampiezza delle scariche parziali, in termini della loro grandezza specificata, è misurata a una tensione specificata, che può essere ben al di sopra della tensione di innesco delle scariche parziali. La tensione viene gradualmente aumentata da un valore basso al valore specificato e ivi mantenuta per il tempo specificato. Poiché le ampiezze possono variare nel tempo, la grandezza specificata deve essere misurata al termine di tale periodo. L’ampiezza delle scariche parziali può, inoltre, essere misurata e registrata durante l’aumento o la diminuzione della tensione, oppure durante l’intero
periodo di prova.
Misura con pre-sollecitazioni
La prova viene condotta aumentando la tensione di prova da un valore al di sotto della tensione di prova della scarica parziale fino a una tensione specificata superiore a tale tensione. La tensione viene quindi mantenuta per il periodo specificato e successivamente ridotta gradualmente fino alla tensione di prova della scarica parziale specificata. A tale livello di tensione, la tensione viene mantenuta per un periodo specificato e, al termine di tale periodo, viene misurata la grandezza specificata di scarica parziale in un intervallo di tempo dato, oppure per tutto il periodo specificato.